Tehnologii de Fabricatie a Rotilor Dintate

CAPITOLUL 1.

Studiu de caz

TEHNOLOGII DE FABRICAȚIE A ROȚILOR DINȚATE

1.1. Roți dințate cilindrice cu dinții drepți

Roțile dințate servesc la transmiterea mișcărilor de rotație sau translație, la puteri mai mari sau mai mici. Ca urmare, angrenajul a fost, este și desigur va continua să fie unul dintre cele mai prețioase organe de mașini, atât din punct de vedere funcțional, cât și din punct de vedere al tehnologiei de realizare. Din această cauză, s-a dezvoltat o mare varietate de mașini-unelte și de procedee pentru realizarea generatoarei (forma flancului) și directoarei (forma dintelui) roților dințate.

Roțile dințate care alcătuiesc diverse angrenaje capătă forme și dimensiuni într-o gamă foarte largă. În practică, sunt folosite mai mult două tipuri de angrenaje: cilindrice și conice.

1.2. Materiale și semifabricate folosite la fabricarea roților dințate

Alegerea materialului la fabricarea roților dințate se face în funcție de solicitarea mecanică și de uzură, în funcție de gabaritul impus și de tehnologia de fabricație a acestora. Materialele se pot grupa astfel:

1. fonte;

2. oțeluri de cementare;

3. aliaje neferoase;

4. materiale nemetalice.

1.3. Principalele condiții tehnice de fabricare a roților dințate

1. Precizia de formă;

2. Precizia dimensională;

3. Precizie de poziție a danturii în raport cu suprafața de centrare.

În primul rând trebuie asigurate precizia de formă și precizia dimensională pentru suprafețele de centrare și pentru suprafețele frontale plane. Se impun o serie de condiții tehnice pentru material și tratamentul termic aplicat. În ceea ce privește precizia danturii, aceasta se exprimă prin treapta de precizie, jocul între flancuri și abaterile distanței între axe. Acești indici sunt înscriși într-un tabel din desenul de execuție sau de ansamblu.

Treptele de precizie conform STAS 6273-81 sunt 12, dintre care se folosesc în construcția de mașini 5÷9, pentru trepte mai mici de 5 se folosesc în mecanică fină. Precizia alezajului roții trebuie realizată cu diametrul în câmpurile de toleranță H7÷H9.

Pentru fusuri se prescrie toleranță a bătăii frontale a suprafețelor frontale față de axa alezajului între 0,01 si 0,015 pentru diamentrul de 100mm. Duritatea Rockwell HRC după călire 58-60 iar pentru oțel de îmbunătățire HRC 48-60. Rugozitatea suprafeței flancurilor Ra = 1,6 – 0,8 μm.

1.4. Danturarea roților dințate cilindrice

Se poate realiza utilizând următoarele metode:

1. Danturare prin metoda copierii;

2. Danturarea prin metoda rostogolirii.

1.4.1. Danturarea prin metoda copierii se poate realiza prin:

a. danturare cu freze disc modul;

b. danturare cu freze deget modul;

c. danturare prin mortezare cu cuțite profilate;

d. danturare prin broșare cu generatoarea materializată.

1.4.1.1. Danturarea prin metoda copierii cu freză disc modul. Roți dințate cilindrice cu dinți drepți

Se realizează pe mașină de frezat universală echipată cu cap divizor sau pe mașină de frezat specializată cu sistem de divizare automată.

În fig. 1.1. semnificația notațiilor este:

-ns mișcarea principală de rotație a sculei în jurul axei proprii de revoluție;

-mișcarea de avans logitudinal sl executată de piesă;

– mișcare de reglare sr, cu scopul prelucrării dintelui pe toată înălțimea;

-mișcarea de divizare D (realizată cu cap divizor pe mașini specializate).

ns

sr

sl

D

Fig. 1.1. Schema de danturare prin metoda copierii cu freză disc modul

Pentru mărirea productivității se recomandă danturarea mai multor semifabricate fixate în pachet pe dorn (fig. 1.2.) sau se va recurge la frezarea cu mai multe freze disc modul montate pe același dorn danturând mai multe semifabricate. În acest caz este nevoie de cap divizor special multiax care să realizeze simultan divizarea.

ns

sr sl

D D

Fig. 1.2. Schema de danturare simultană cu freze disc modul fixate pe același dorn

O productivitate mai ridicată se obține pe mașini specializate produse de firma Brown – Sharpe, după ce se frezează un gol, freza disc modul revine în poziția inițială apoi mecanismul de divizare execută automat rotirea semifabricatului cu 3600 și apoi, tot automat, urmează cursa de

lucru pentru următorul gol. La frezarea cu freza disc modul se folosesc seturi de freze pentru fiecare modul. Pentru module până la 8 inclusiv, setul este format din 8 freze numerotate (1 ÷ 8).

1.4.1.2. Danturarea prin metoda copierii cu freză deget modul

După principiul copierii se realizează frezarea danturii roților dințate cilindrice cu dinți drepți și înclinați și cu ajutorul frezei deget modul, (fig. 1.3.).

Procedeul de prelucrare presupune următoarele mișcări:

-mișcarea de rotație a frezei deget modul în jurul axei de rotație caracterizată de turația ns;

ns

r l

D

Fig. 1.3. a. Prelucrarea roților dințate cilindrice cu dinți drepți cu ajutorul frezei deget modul

-mișcarea de avans longitudinal sl executat de către freza deget modul;

-mișcarea de poziționare pe direcție radială sr executată de semifabricat;

-mișcarea intermitentă de divizare executată de către semifabricat după prelucrarea unui gol.

Procedeul de danturare prin copiere cu freza deget este folosit mult pentru danturarea roților cu m >20 și pentru roți cu dantură în V. Freza deget fiind puțin rigidă condiționează divizarea operației în mai multe treceri.

ns ns ns

r l r l r l

Fig. 1.3. b. Prelucrarea danturi roților dințate cilindrice cu dinți drepți cu freza deget în mai multe treceri

1.4.1.3. Mortezarea cu cuțite profilate

– se aplică la prelucrarea roțile dințate cu dinți drepți;

– nu este posibilă prelucrarea roților dințate cu dinți înclinați.

Se folosește un dispozitiv de mortezat cu un număr de cuțite egal cu numărul de dinți, fiecare dinte materializând un gol.

Semifabricatul fixat pe un dorn execută o mișcare rectilinie alternativă cu n cd/ min în interiorul capului port-cuțite care este fix. După fiecare cd/ min. cuțitele primesc simultan un avans radialsr .

Înainte de începerea cursei în gol, cuțitele sunt retrase radial pe o mică distanță 0,5 mm pentru a se evita frecarea de suprafețele prelucrate.

0,5 mm

r

n cd/min

Fig. 1.4. Prelucrarea roților dințate prin mortezare cu cuțite profilate

Dacă este necesar să se dantureze roți dințate cu dimensiuni apropiate dar cu profile diferite ale găurilor dintre dinți, atunci va fi suficient să se schimbe cuțitele profilate păstrându-se celelalte elemente componente. Productivitatea este de (8-10) ori mai mare față de prelucrarea cu freza melc modul. Costul capului cu cuțite profilate este ridicat aplicându-se numai la producția de serie mare și masă.

1.4.1.4. Broșarea danturilor cilindrice

Acest procedeu de prelucrare a roților dințate se aplică atât pentru danturi interioare cât și, mai rar, pentru danturi exterioare.

Pentru danturi exterioare se folosește un dispozitiv de broșare care are atâtea broșe câți dinți are roata de prelucrat (fig. 1.5.).

Broșele profilate B sunt solidarizate într-un dispozitiv comun sub forma unui tub fiind despărțite între ele printr-o bară de ghidare care determină poziția relativă a lor. Broșele descriu mișcarea rectilinie cu viteza v. Degroșarea în funcție de modul se poate face într-o singură trecere sau în două treceri. Calibrarea se execută cu un dispozitiv de broșare separat la care fiecare din broșe are doi dinți de calibrat.

Broșele utilizate în prezent au forța de tracțiune până la 1000 kN.

brosa

bucsa de ghidare

sl

Fig. 1.5. a. Prelucrarea roților dințate cu dantură exterioară cu ajutorul broșelor

brosa

piesa

Fig. 1.5.b. Prelucarea roților dințate cu dantură interioară cu ajutorul broșei

1.4.2. Danturarea prin metoda rostogolirii

Această metodă de prelucare a roților dințate presupune:

– danturarea cu freză melc modul;

– mortezarea cu cuțit roată;

– mortezarea cu cuțit pieptene.

În continuare se prezintă danturarea prin metoda rostogolirii cu freză melc modul.

Este foarte răspândită de la module (0,2÷36), atât pentru piese din oțel carbon și aliate cu condiția ca HRC≤(20÷30) cât și pentru piese din aliaje neferoase. Se obțin danturi în treptele de precizie 7 și 8 (fig.1.6.).

sa

ns

spoz

np

Fig. 1.6. Schema de prelucrare a danturii prin metoda rostogolirii cu freză melc modul.

Sunt necesare următoarele mișcări de lucru:

a)mișcarea de rulare care are două componente.

1.rotația piesei cu turația np ;

2.rotația sculei cu turația ns .

Pentru roți dințate cu dinți drepți între cele două mișcări de rostogolire trebuie să se realizere următoarea legătură cinematică:

np k , unde:k – numărul de începuturi ale frezei melc s p

zp – numărul de dinți a piesei.

b) mișcarea de avans axial sa executată de sculă pe direcția axei piesei.

La începutul prelucrării se stabilește adâncimea de așchiere prin mișcarea de poziționare radială s poz .

Freza melc este montată pe mașină prin intermediul unui dorn portsculă pe o poziție înclinată cu unghiulω în cazul roților cu dinți drepți și respectiv înclinată sub unghiul ± ω în cazul roților dințate cu dinți înclinați. Frezarea danturii se poate efectua într-o singură trecere pentru module ≤2, precum și pentru roți cu precizie mai redusă până la m ≤4 și se face în 2 sau 3 treceri pentru module >4, respectiv la roțile precise >2, iar la modulele m>8 sunt 3 treceri. Pentru creșterea productivității se poate efectua danturarea mai multor semifabricate prinse în pachet pe același dorn.

Există mai multe tipuri de cicluri de lucru:

a) frezarea cu avans axial;

b) frezarea cu avans radial-axial;

c) frazarea cu avans diagonal sau axial trangențial.

a) Frezarea cu avans axial.

Cursa de lucru L, L xB l2 unde:

x – distanța de pătrundere; l2 – distanța de depășire.

Dezavantaje metodei. Din cauza distanței x mari, timpul de bază este mai mare decât la celelalte variante. Durabilitatea sculei este scăzută deoarece freza lucrează cu dinții din zona centrală, uzura se concentrează pe acești dinți și va impune ascuțirea frezei deși ceilalți dinți de la capete nu sunt uzați.

df

Schema de frezare cu avans axial

b) Frezarea cu avans radial axial

Această metodă de frezare a roților dințate se aplică cu scopul eliminării dezavantajelor frezării cu avans axial.

f

sr

a

Fig. 1.7. Schema frezării cu avans radial axial.

sr – avans radial; sa – avans axial;

La pătrunderea radială dinții frezei se uzează mai rapid. Nu se elimină dezavantajul uzurii pe mijlocul frezei.

c) Frezarea cu avans diagonal sau axial tangențial.

La acest procedeu este eliminat dezavantajul uzurii pe o anumită zonă a frezei melc modul (fig. 1.8.).

Avantajele metodei: -uzura uniformă;

-durabilitate mai mare a frezei;

-freze melc cu lungimi mai mare decât lungimea standardizată cu

scopul de a mări durabilitatea sculei în special pentru dantura

coroanelor dinților cu lățime mare sau la danturarea în pachet.

La această variantă la reglarea mașinii unelte de danturat trebuie să se includă un lanț cinematic de rulare și diferențialul mașinii deoarece roata ce se danturează trebuie să se rotească suplimentar corespunzător mărimii avansului tangențial st . La unele mașini avansul st este înlocuit cu un avans intermitent executat la terminarea ciclului de lucru când platoul este retras. Acest avans intermitent se numește shifting.

ns

st

np

ns

Fig. 1.8. Schema de frezare cu avans diagonal sau axial tangențial

Scula aceasta reprezintă un șurub melc evolventric, pe care s-au executat canale normale pe elicea melcului pentru evacuarea așchiilor. Numai freza care provine dintr-un șurub melc evolventric asigură o dantură a roții cu profilul evolventric corect. Datorită unor defecte de execuție a șurubului melc în evolventă, se recurge la realizarea unor șuruburi melc de înlocuire fie melcul arhimedic de tip ZA, care are profil rectiliniu în secțiune axială, fie de tip ZN1, rectificat pe secțiune normală a dintelui, sau de tip ZN2, profil rectiliniu pe secțiunea normală pe golul dintelui.

Acestea se execută mai simplu deoarece detalonarea se face prin metoda detalonării radiale.

Se folosesc freze melc cu un singur început pentru frezarea de finisare și se folosesc freze cu k=2,3 pentru frezarea de degroșare, după care

urmează o frezare de finisare, sau severuire sau rectificare a danturii.

Freza cu mai multe începuturi asigură o productivitate mai mare cu (40-50)% față de freza cu un singur început (k =1).

1.5 Materialul semifabricatului

Conditii de material,forjare si tratament termic

Material: 20MnCr5+HH

Compoziția chimică,verificată de furnizorul de material pe oțel lichid și de furnizorul de piesă matrițată pe produs pe șarjă de material/pe dimensiunile de bară:

Călibilitatea:

Încercarea JOMINY conform EN 10084.Următoarele valori limită ale duritații pentru oțeluri cu benzi de dispersie restranse ale călibilitații:

Gradul de puritate:

Gradul de puritate conform EN10084 pentru incluziuni tip oxid,determinat prin metoda microscopică conform DIN5062 pentru dimensiunile barei de pornire de la Ф100-K4<40.

Mărimea de graunte austenic trebuie sa fie intre 5…8 conform DIN ISO 643.

Tratamentul termic primar se va executa donform diagramei TH anexate.

Starea suprafetei

Piesele matrițate si tratate vor fi sablate cu alice marimea 0,9-1 mm conform simbol BC din SR EN 10084.

1.6 Determinarea variantei tehnologice optime

Graful tehnologic primar

Operatiile procesului tehnologic:

N1-Strunjire

x1-strung normal SN600;

x2-strung CNC ;

x3-strung paralel;

N2-Danturare

x4-masina de frezat-freza melc modul;

x5-masina de rabotat;

x6-masina de mortezat;

N3-Rectificare la interior si fata

x7-masina de rectificat WMW SJ 125×175;

x8-masina de rectificat fata cu axul vertical;

N4-Rectificat dantura

x9- masina de rectificat dantura Gelenson;

x10-masina de rectificat cu axul vertical;

Graful tehnologic principal

Graful tehnologic secundar

CAPITOLUL 2.

IDENTIFICAREA SUPRAFEȚELOR

2.1Filmul operatiilor:

2.2Adoptarea adaosurilor

CAPITOLUL 3.

CALCULUL ȘI ADOPTAREA ADAOSURILOR DE PRELUCRARE

3.1 Calculul adaosului pentru rectificare de finisare IT 6

Operația precedentă este rectificare de degroșare

Rzp= 6,3 μm (tabelul 4.9- Picoș)

Sp = 0 μm (la rectificare după călire parametrul Sp se exclude din relația de calcul a adaosului de prelucrare)

Abaterea spațială ρ

Kdeg = 0,06 ;

kfin = 0,025 (tabelul 4.8 Picoș)

Eroarea de instalare ε

εf =30 μm (tabelul. 1.37 Picos) – fixare în universal cu 3 bacuri

Toleranța pentru operația de rectificare de degroșare

Tp=30 [μm] (tabelul 1.59 Picoș)

Diametrul maxim înainte de rectificarea exterioară

Diametrul minim

Se rotunjește :

Adaosul nominal recalculat pentru strunjirea de finisare :

2Apnom=110,022 – 109,90=0,102≈ 0,11 [mm]

Dimensiunea intermediară la operația de strunjire de degroșare este de Ø109,90mm

3.2 Calculul adaosului pentru rectificare de degroșare IT 8

Operația precedentă este strunjirea de finisare

Rzp= 25 μm (tabelul. 4.9- Picoș)

Sp = 0 μm (la rectificare după călire parametrul Sp se exclude din relația de calcul a adaosului de prelucrare)Abaterea spațială ρ

Kdeg = 0,06 ;

kfin = 0,025 (tabelul. 4.8 Picoș)

Eroarea de instalare ε

εf =30 μm (tabelul. 1.37 Pisoș) – fixare în universal cu 3 bacuri

Toleranța pentru operația de strunjire de finisare

Tp=120 [μm] (tab. 1.59 Picoș)

Diametrul maxim înainte de rectificarea exterioară

Diametrul minim

Se rotunjește :

Adaosul nominal recalculat pentru strunjirea de finisare :

2Apnom=109,90 – 109,68 = 0,22 [mm]

Dimensiunea intermediară la operația de strunjire de degroșare este de Ø109,68mm

3.3 Calculul adaosului pentru strunjirea de finisare IT10

Operația precedentă este strunjirea de degroșare

Rzp= 63 μm (tabelul. 4.9- Picoș)

Sp = 60 μm

Abaterea spațială ρ

Kdeg = 0,06 ;

kfin = 0,025 ; (tabelul. 4.8 Picoș)

Eroarea de instalare ε

εi =30 μm (tabelul. 1.37 Picoș) – fixare în universal cu 3 bacuri

Toleranța pentru operația de strunjire de degroșare:

Tp=300 [μm] (tabelul. 1.59 Picoș)

Diametrul maxim înainte de strunjirea de degroșare

Diametrul minim

Se rotunjește :

Adaosul nominal recalculat pentru strunjirea de degroșare :

2Apnom=109,90 – 109,065= 0,835 [mm] ≈ 0,84[mm]

Dimensiunea intermediară la operația de strunjire de degroșare este de Ø109,065mm.

3.4 Calculul adaosului pentru strunjirea de degroșare

Operația precedentă este matrițare la cald

Rzp =200;

Sp= 250;

Rzp + Sp= 200+250=450 [μm] (tabelul 4.5 Picoș).

Abaterea spațială ρ

Datorită faptului că prinderea piesei se face pe aceeași MU ca și la operația precedentă, adică universal cu trei bacuri, rezultă :

Diametrul nominal pentru oțel rotund al semifabricatului brut:

Abaterea limită pentru oțel rotund laminat la cald (Tab. 4.1 Picoș)

Abateri limită: Ø 110

Toleranța: T= 2900 μm.

Diametrul maxim

Diametrul minim

Se rotunjește :

Adaosul de prelucrare total nominal pentru operația de strunjire la Ø110mm este:

CAPITOLUL 4.

CALCULUL REGIMURILOR DE AȘCHIERE INDICATE

4.1 Calculul regimului de așchiere pentru strunjirea interioasa de degrosare Ø110 N6mm, pe lungimea de 80 mm

Scula așchietoare va fi un cuțit de strung cu plăcuță din carburi metalice tip P10, iar corpul cuțitului va fi conform STAS 6374-6385/80.

Secțiunea corpului cuțitului este dreptunghiulară cu hxb= 32×20 mm2.

Uzura admisibilă a plăcuței din carburi metalice este :

– pentru degroșare. hα= 0,4…0,6 (tabelul 10.1 Picoș)

Adoptăm hα= 0,5

Durabilitatea economică, T, a cuțitului cu secțiune dreptunghiulară 32×20 mm2.

T= 90 min (tabelul. 10.3 Picoș)

Parametrii geometrici ai sculei așchietoare

Tinând cont de s și de felul suprafeței de degajare se aleg următoarele valori pentru parametrii geometrici :

(tabelul 10.6 Picoș)

Unghiul de atac se alege în funcție de condițiile de lucru. Presupunem că lucrăm în condițiile unui sistem de lucru destul de rigid, astfel avem:

(tabelul 10.6 Picoș)

Stabilirea adâncimii de așchiere

Pentru adaosuri simetrice t se calculează cu rel. :

Stabilirea avansului

Pentru strunjirea interioara de degroșare cu t=1,39 mm avem :

s= 0,8…1,2 mm/ rot. (tab. 10.7 Picoș)

Se adoptă din gama MU:

s= 0,81 mm/rot.

Mașina unealta : Srtung normal SN-600

Caracteristicile mașinii unelte :

h=600mm

L=1000mm

n = 15…845 rot/min

N=11 kW

Forța principală de așchiere se determină cu următoarea relație:

daN

HB=207

C4= 35,7 (tabelul 10.15 Picoș)

t= 1.5 mm

s= 0,81 mm/rot

x1= 1 (tabelul 10.21 Picoș)

y1= 0,75 (tabelul 10.21 Picoș)

n1= 0,35 (tabelul 10.22 Picoș)

Determinarea vitezei de așchiere

Cv- coeficient care depinde de caracteristicile materialului care se prelucrează și ale materialului sculei așchietoare:

Cv= 285 (tab. 10.30 Picoș)

T- durabilitatea sculei așchietoare

T= 90 min (tabelul 10.3 Picoș)

m= 0,125 (tabelul 10.29 Picoș)

t= 1,5 mm

s= 0,81 mm/rot

HB= 207

xv= 0,18

yv= 0,45 (tabelul 10.30 Picoș)

n=1,75

k1…k9- diferiți coeficienți care țin cont de condițiile diferite de lucru

– k1 coeficientul ce ține cont de influența secțiunii transversale a cuțitului;

q – este suprafața secțiunii transversale; q= 32×20 mm2

ξ- coeficient în funcție de materialul prelucrat; ξ= 0,08

– k2 coeficientul ce ține seama de influența unghiului de atac principal χ

ρ- este un exponent în funcție de natura materialului de prelucrat; ρ= 0,3

– k3 coeficientu lce ține seama de influența unghiului de atac secundar χ1

a= 15 pentru scule armate cu plăcuțe;

χ1= 30°

– k4 coeficientul ce ține seama de influența razei de racordare a vârfului cuțitului

μ- exponent funcție de tipul prelucrării și de materialul prelucrat; μ= 0,1pentru degroșare;

r- rază de racordare;

r= 0,5 mm (tabelul 10.26 Picoș)

– k5 coeficientul ce ține seama de influența materialului din care este confecționată partea așchietoare a sculei:

k5=1

– k6 coeficientul ce ține seama de materialul prelucrat:

k6= 1,1

– k7 coeficientul ce ține seama de modul de obținere a semifabricatelor:

k7= 1

– k8 coeficientul ce ține seama de starea stratului superficial al semifabricatelor:

k8= 0,9 pentru oțel;

-k9 coeficientul care ține seama de forma suprafeței de degajare:

k9= 1

Se adoptă =127 m/min

Stabilirea turației

De la mașina unealtă se adoptă turația :

n=385 rot/min

De aici rezultă că viteza reală este:

Se adopta =133 m/min

Stabilirea vitezei de avans

w= n · s= 385 · 0,81= 311,85 m/min

Puterea efectivă la strunjire

< MU ƞ; ƞ= 0,7 …..0,8

MU = 11kW

< 11 0,7 = 7,7 kW

4.2 Calculul regimului de așchiere la rectificarea interioara la Ø110 N6mm.

Masină de rectificat interior : W.M.W. SJ 125X175

Diametrul discului abraziv se alege in funcție de diametrul găurii de rectificat, iar lațimea discului abraziv se alege in funcție de lungimea găurii de rectificat.

Diametrul discului abraziv la rectificarea interioară

0,86 Dg =0,86 110 = 94,6

Se adoptă 95 mm

Adâncimea de așchiere și numărul de treceri

Numărul de treceri la rectificarea rotundă interioară cu avans longitudinal se calculează cu relația:

Stabilirea avansurilor

La rectificarea cu avans longitudinal sunt necesare avansul longitudinal, sl și avansul de pătrundere st.

Avansul de pătrundere st, la rectificarea interioară se alege conform tabelului 22.25 Picoș

st = 0,006…..0.044

Astfel st= 0,012 mm/cursă dublă.

Stabilirea vitezei de așchiere și a vitezei de rotație a piesei

Viteza de așchiere la rectificarea obișnuita se ia intre 30….40 m/s,iar pentru rectificarea rapidă poate ajunge pâna la 60….80 m/s.

Se recomandă pentru rectificarea rotundă esterioară de finisare v= 30- 40 m/s.

Se adoptă v= 35 m/s.

Viteza de rotație a piesei vp, în cazul rectificării rotunde interioare se calculează cu relația:

Se adopta = 37 m/min

Stabilirea puterii necesare

Puterea necesară se calculează cu relația:

KNB=1.25 conform tabelului 22.32 Picoș;

KNT = 1.04 conform tabelului 22.13 Picoș;

< MU ƞ; ƞ= 0,7 …..0,8

MU = 7.5kW

< 7.5 0,7 = 5.25 kW

4.3 Calculul regimului de așchiere la frezarea danturii cu freza melc modul

a ) Alegerea meșinii unelte.Mașinile unelte pentru taierea danturii roțilot dințate se inpart in 5 grupe,in funcție de puterea motorului electric.

Grupa mașinii : Grupa I

Puterea motorului electric: 2.5 kW

Modulul danturii: 4.75

b) alegerea sculei aschietoare.Alegerea sculei aschietoare pentru danturarea roților dințate cu freze-melc se face conform STAS 3092-86,STAT 11908/80.

c ) Alegerea avansului axial : La mașinile de frezat roți dințate cu freze-melc,miscarea avansului este legată cinematic de mișcarea de rotație a piesei și de aceea marimea avansului se da în mm la o rotație a piesei.

Stabilirea avansului axial sa la frezarea roților dințate cilindrice cu freză melc,din oțel rapid.

sa =1,4….1,8 (tabelul 19.10 Picoș)

Se adoptă sa = 1,5 mm/rot.

Mărirea avansului axial se calculeaza cu relația:

;

Cs =2 (tabelul 19.15 Picoș)

z = numărul de dinți

z = 33 dinți

m = modulul danturii

m = 4,75

Valorile coeficienților de corecție Kms,Kks,Kβs

Kms= 0,9

Kks= 0,75

Kβs =0°=1 (tabelele 19.16,19.18 Picoș)

Prin aplicarea coeficienților de corecție,mărimea avansului axial va fi:

Calculul vitezei de așchiere:

Conform tabelului 19.19,pagina 117 Picoș) rezulta:

Se adopta v=31 m/min

T=durabilitatea sculei așchietoare

T=600 min

s = avansul la o rotație

s = 1,49 mm/rot

Vitezele de așchiere calculate cu relațiile din tabelul 19.19 vor fi corectate prin inmulțirea coeficienților de corecție ce țin seama de duritatea materialului supus prelucratii, Kmv;

Kkv = numarul de inceputuri ale frezei melc; =0.85

Kβv = unghiul de inclinare al danturii ;=1

Kwv= deplasrea Shifting; =1.2

Se adopta

Calculul turatiei axului principal

Se adopta nf= 70 rot/min;

Vc = viteza de aschiere calculată

Df = diametrul frezei

Diametrul frezei=130 mm, conform calculelor din cartea “Proiectatea sculelor aschietoare,Gheorghe Secara, anul 1979, Bucuresti”

Deoarece in cartea mașinii avansul este dat in mm/min se procedeaza la transformarea avansului cu relația:

s= avansul piesei

nf=turatia frezei

k= numarul de inceputuri

z= numarul de dinti

Calculul puterii

m=modulul danturii

vad =viteza de aschiere recalculate

KN=coeficientul puterii

CN=coeficientul ce tine seama de material (tabelul 19.25 Picos)

CAPITOLUL 5.

NORMAREA TEHNICĂ PENTRU SUPRAFEȚELE INDICATE

5.1 Norma tehnica de timp pentru strunjirea interioara de degrosare Ф110

Timpul de prindere și desprindere a semifabricatului

Tp-d= 0,4 min.

Stranger in universal pneumatic (tabelul 5.68 Picoș)

Timpul de întoarcere piesă:

Tîp=0,19 min (taelul 12.9 Vlase)

Timpul de pregătire-încheiere:

Tp-î=10 min (tabelul 5.63 Picoș)

Timpul de bază:

i- se adopta 2 treceri

L= lungimea cursei de lucru a sculei în sensul avansului [mm];

ω = viteza de avans [mm/min];

i =numărul de treceri necesar pentru executarea suprafeței respective;

l =lungimea suprafeței prelucrate [mm];

l1 = distanța de pătrundere a cuțitului [mm];

l2 = distanța de depășire a sculei, l2= 0..5 [mm];

l3 = lungimea suprafeței prelucrate pentru așchia de probă,l3 = 0..10 [mm];

s =avansul [mm/rot];

n = turația piesei, [rot/min].

Timpii ajutători:

ta2, timp pentru comanda mașinii, montarea și demontarea sculelor:

ta2= 0,05+0,05+0,1+0,1+0,05+0,05+0,05+0,05+0,05+0,05+0,3=0,9 min

(tabelul 5.73 Picoș)

Se ia in calcul faptul ca intr-o zi se prelucreaza 50 de piese ,rezulta :

ta2= 0,9/50= 0,018 min/piesă

ta3, timp ajutător pentru complexe de mânuiri legate de fază:

ta3= 0,25 [min]

ta= ta2+ta3= 0,018 + 0,25= 0,268 min

(tabelul 5.75 Picoș)

Timp operativ:

Top= tb + ta= 0,57 +0,286= 0,856 min

Timp de deservire tehnică:

tdt= 2,5% ·tb= 2,5% · 0,57 = 0,014 min

(tabelul 5.79 Picoș)

Timp de deservire organizatorică:

tdo= 1% ·tb= 1% · 0,57 = 0,0057 min

(tabelul 5.79 Picoș)

Timp de odihnă și necesități fiziologice:

ton= 5,5% · Top= 5,5% · 0,856= 0,047 min

(tabelul 5.80 Picoș)

=1,925min

5.2 Norma tehnica de timp pentru rectificarea interioara Ф110

Timpul de pregătire-încheiere:

Tp-î=14 min ,prindere in universal/mandrina

(tabelul 5.63 Picoș)

Timpul de bază: pentru fiecare cursa dubla a mesei masinii

L= l- (0,2….0,4)B[mm] la rectificare cu iesire libera a discului;

K=1,2…1,5 ,rezulta K= 1,3

β= 0,45 …0,50 ,rezulta β = 0,45 tabelul 12,16 Picos

B=60mm , latimea discului abraziv

st=0,0025….0,0040mm/cd, se adopta 0,030 mm/cd

tabelul 12.16 Picos

np= turatia piesei;

[m/min]

T=8min

Cv=0,058

q= 0,5

m=0,6

x=0,9

y=0,9 Valori alese din tabelul 12.17 Picos

1,06 minute este calculate pentru o singura cursa dubla a mesei masinii:

i = 2Apnom/st =0.11/0.0030=36,86 treceri ;i= 37 de treceri

Timpii ajutători:

ta1=0,24 min

(tabelul 12.19 Picos)

ta2= 0,05+0,04+0,04+0,08+0,08+0,04=0,33 min

ta5=0,34 min;masurare cu calibru tampon plat sau incomplete.

(tabelul 12.21 Picoș)

ta= ta1+ta2+ ta5= 0,24 + 0,33+0,34= 0,97 min

(tabelul 5.75 Picoș)

Timp de deservire tehnică:

T=8 minute (tabelul 12.6 Vlase)

Ti=1,3 min conform tabelului 12.11 Picos

Timp de deservire organizatorică:

tdo= 1,5% ·Top= 1% · 42,16 = 0,42 min

Timp de odihnă și necesități fiziologice:

ton= 3% · Top= 3% · 42,16= 1,26 min

(tabelul 5.80 Picoș)

=51,81 min

5.3 Normarea tehnica la prelucrarea danturii rotilor dintate cilindrice

n=numarul de piese prelucrate intr-o zi;

n=50

Timpul de pregatire-incheiere ;

;conform tabelului 12.3 Vlase volumul 2

Timpul de baza ;

l=lungimea dintelui[mm];

l1=lungimea de patrundere si iesire a sculei[mm];

l+l1=31,8[mm] conform tabelului 12.8 Vlase volumul 2

s=avansul piesei;

s=2,2mm/rot din gama masinii unelte;(masina de danturat FUI 1250×325)

n=turatia frezei;

n=70m/min

q=numarul de inceputuri ale frezei; q=2

i=numarul de treceri;i=1

Timpul de prindere-desprindere

Modul de prindere este pe dorn in universal ; conform tabelului 12.26 Vlase

Timpii ajutatori

ta1= 0,04 min -cuplarea/decuplarea miscarii principale;

ta2=0,20 min-cuplarea/decuplarea avansului;

ta3=0,20 min-decuplarea manuala a mesei masinii;

ta4=0,05min-fixarea mesei masinii;

ta5=0,04 min-pornirea/oprirea sistemului de racire;

Timpul efectiv/operativ,

Timpul de deservire tehnica si organizatorica

Timp de odihna si necesitati firesti ;

Calculul regimului de așchiere pentru strunjirea frontală de finisare la Ф80 mm

Scula așchietoare va fi un cuțit de strung cu plăcuță din carburi metalice tip P10, iar corpul cuțitului va fi conform STAS 6374-6385/80.

Secțiunea corpului cuțitului este dreptunghiulară cu hxb= 32×20 mm2.

Uzura admisibilă a plăcuței din carburi metalice este :

– pentru degroșare. hα= 1…1,4 (tabelul 10.1 Picoș)

Adoptăm hα= 1,2

Durabilitatea economică, T, a cuțitului cu secțiune dreptunghiulară 32×20 mm2.

T= 90 min (tabelul. 10.3 Picoș)

Parametrii geometrici ai sculei așchietoare

Tinând cont de s și de felul suprafeței de degajare se aleg următoarele valori pentru parametrii geometrici :

(tabelul 10.6 Picoș)

Unghiul de atac se alege în funcție de condițiile de lucru. Presupunem că lucrăm în condițiile unui sistem de lucru destul de rigid, astfel avem:

(tabelul 10.6 Picoș)

Stabilirea adâncimii de așchiere

Pentru adaosuri simetrice t se calculează cu rel. :

Stabilirea avansului

Pentru strunjirea exterioară de finisare cu t= 0,42 mm avem :

Valoarea avansului în funcție de rugozitatea suprafeței prescrise, se determină cu formula:

CSR este un coeficient ce depinde de unghiul de atac principal χ.

CSR= 0,0909 (tab. 10.24 Picoș)

e5, e6- exponent al rugozității și al razei de racordare la vârful sculei:

e5= 0,487; e6= 0,528 (tab. 10.24 Picoș)

Ra- rugozitatea suprafeței prelucrate; Ra= 3,2 μm (tab. 10.1 Picoș)

r- raza la vârf a sculei; r= 1 mm

Se adoptă de la mașina unealtă: s= 0,15 mm/rot.

Mașina unealta : Srtung normal SN-600

Caracteristicile mașinii unelte :

h=600mm

L=1000mm

n = 15…845 rot/min

N= 23 kW

Forța principală de așchiere se determină cu următoarea relație:

daN

HB=207

C4= 35,7 (tabelul 10.15 Picoș)

t= 0,42 mm

s= 0,15 mm/rot

x1= 1 (tabelul 10.21 Picoș)

y1= 0,75 (tabelul 10.21 Picoș)

n1= 0,35 (tabelul 10.22 Picoș)

Determinarea vitezei de așchiere

Cv- coeficient care depinde de caracteristicile materialului care se prelucrează și ale materialului sculei așchietoare:

Cv= 285 (tab. 10.30 Picoș)

T- durabilitatea sculei așchietoare

T= 90 min (tabelul 10.3 Picoș)

m= 0,125 (tabelul 10.29 Picoș)

t= 0,42 mm

s= 0,15 mm/rot

HB= 207

xv= 0,18

yv= 0,45 (tabelul 10.30 Picoș)

n=1,75

k1…k9- diferiți coeficienți care țin cont de condițiile diferite de lucru

– k1 coeficientul ce ține cont de influența secțiunii transversale a cuțitului;

q – este suprafața secțiunii transversale; q= 32×20 mm2

ξ- coeficient în funcție de materialul prelucrat; ξ= 0,08

– k2 coeficientul ce ține seama de influența unghiului de atac principal χ

ρ- este un exponent în funcție de natura materialului de prelucrat; ρ= 0,3

– k3 coeficientu lce ține seama de influența unghiului de atac secundar χ1

a= 15 pentru scule armate cu plăcuțe;

χ1= 30°

– k4 coeficientul ce ține seama de influența razei de racordare a vârfului cuțitului

μ- exponent funcție de tipul prelucrării și de materialul prelucrat; μ= 0,1pentru degroșare;

r- rază de racordare;

r= 0,5 mm (tabelul 10.26 Picoș)

– k5 coeficientul ce ține seama de influența materialului din care este confecționată partea așchietoare a sculei:

k5=1

– k6 coeficientul ce ține seama de materialul prelucrat:

k6= 1,1

– k7 coeficientul ce ține seama de modul de obținere a semifabricatelor:

k7= 1

– k8 coeficientul ce ține seama de starea stratului superficial al semifabricatelor:

k8= 0,9 pentru oțel;

-k9 coeficientul care ține seama de forma suprafeței de degajare:

k9= 1

Se adoptă =340 m/min

Stabilirea turației

De la mașina unealtă se adoptă turația :

n=648 rot/min

De aici rezultă că viteza reală este:

Se adopta =344 m/min

Stabilirea vitezei de avans

w= n · s= 648 · 0,15= 97,2 m/min

Puterea efectivă la strunjire

C4=35,7 (tabelul 10.5 Picoș)

HB=207;

t= 1,5 mm;

s= 0,15 mm/rot;

x1=1 (tabelul 10,21 Picoș)

y1=0,75; (tabelul 10,21 Picoș)

n1=0,35; (tabelul 10,22 Picoș)

< MU ƞ; ƞ= 0,7 …..0,8

MU = 23kW

< 23 0,7 = 16,1 kW